1、计算题 如图所示,在矩形ABCD内对角线BD以上的区域存在平行于AD向下的匀强电场,对角线BD以下的区域存在垂直于纸面的匀强磁场(图中未标出),矩形AD边长L,AB边长为
L。一个质量为m、电荷量为+q的带电粒子(不计重力)以初速度v0,从P处垂直对角线BD进入磁场,并从DC边上的Q点垂直于DC离开磁场,试求:
(1)带电粒子经过P点时速度的大小和方向;
(2)电场强度与磁感应强度的大小;
(3)带电粒子从A点进入到离开磁场的运动时间。

参考答案:解:(1)如图所示,由几何关系可得∠BDC=30°,带电粒子受电场力作用做类平抛运动,由速度三角形可得
,
,
,方向与水平方向成60°

(2)设BP的长度为s,则有:ssin30°=
?①
?②
Eq=ma?③
?④
联立①②③④解得
,
,
由题意可知带电粒子所在的匀强磁场方向向外,圆弧的圆心在D点,半径为:
R=2L-s=
由
,得
(3)带电粒子在匀强磁场中的运动时间:
因此带电粒子从A点进入到离开磁场的运动时间:
本题解析:
本题难度:困难
2、选择题 图中虚线为一组间距相等的同心圆,圆心处固定一带正电的点电荷。一带电粒子以一定初速度射入电场,实线为粒子仅在电场力作用下的运动轨迹,a、b、c三点是实线与虚线的交点。则该粒子(?)

A.带正电
B.在c点受力最大
C.在b点的电势能大于在c点的电势能
D.由a点到b点的动能变化大于由b点到c点的动能变化
参考答案:ACD
本题解析:据题意,由于带电粒子受到的电场力指向运动轨迹的凹侧,而源电荷为正电荷,则该粒子带正电,A选项正确;受力最大的点应该是离源电荷最近的a点,B选项错误;该正粒子从b运动到c电场力做正功,电势能减小,则C选项正确;据动能定理:
,ab之间两等势面之间距离d与bc间两等势面距离d相等,但ab间的平均场强较大,所以a到b的动能变化较大,D选项正确。
本题难度:一般
3、计算题 (10分)如图所示,一带电荷量为q的带电粒子以一定的初速度由P点射入匀强电场,入射方向与电场线垂直.粒子从Q点射出电场时,其速度方向与电场线成30°角.已知匀强电场的宽度为d,P、Q两点的电势差为U,不计重力作用,求此匀强电场的场强大小。
参考答案:
本题解析:
?(2分),
(2分)?d

得:
(2分) ,
(4分)
本题考查带电粒子在电场中的偏转,只受重力作用,粒子做类平抛运动,根据水平方向匀速竖直方向匀加速规律列式求解
本题难度:一般
4、选择题 如图所示,水平方向的匀强电场场强为E,有一带电物体P自O点竖直向上射入,它的初动能EK0=4J,当P上升至最高点M时,其动能EKm=6J,那么当它折回通过与O在同一水平线上的O′时,其动能EK为(?)

A.10J
B.12J
C.24J
D.28J
参考答案:D
本题解析:将带电体的实际运动分解为竖直上抛和水平方向的初速度为0的匀加速直线运动。当物体到最高点的时候在竖直方向速度为0,此时物体的动能6J,为静电力做功得到的,上升过程的时间和下落过程的时间相等,水平方向做初速度为零的匀变速运动,所以下落过程水平位移是上升过程水平位移的三倍。所以下落过程静电力做功为18J,当它折回通过与O在同一水平线上的O′时,整个过程重力不做功,所以此时的动能为:4J+6J+18J=28J.
故选:D.
点评:求粒子的动能,关键的是找到粒子的偏转距离之间的关系,根据偏转距离的关系可以确定对粒子动能的变化.
本题难度:简单
5、计算题 (12分)如图所示,匀强电场中,有a、b、c三点,ab=5cm,bc=12cm,其中ab沿电场方向,bc和电场方向成60?角,一个电荷量为q=4×10-8C的正电荷从a点移到b点,电场力做正功W1=1.2×10-7J,

求:(1)匀强电场的场强E;
(2)电荷从b移到c,电场力做的功W2;
(3)a、c两点间的电势差Uac。
参考答案:(1)E=" 60V/m" (2)W2=1.44×10-7J? (3) Uac =6.6v
本题解析:(1)根据电场力做功公式W=qEd,d为沿电场方向两点间的距离分析求解电场强度.
(2)电荷从b点移到c点,电场力所做负功,d=lbccos60°求出电场力做功.
(3)根据
?,求解a、c两点间的电势差.
解:(1)Uab=Wab/q=3V
E=U/d=60V/m? 4分
(2)Ubc="Ed" =60×0.12×cos600=3.6V
W2=qUbc=4×10-8×3.6=1.44×10-7J?5分
(3) Uac=Uab+Ubc=6.6v?3分
点评:本题要抓住电场力是一种力,具有力的共性,求电场力做功可以根据功的一般公式W=Flcosα得到W=qEd,知道电势差也可以根据W=qU求解
本题难度:一般